Kuantum hesaplama dünyasında ‘kutsal kase’ olarak adlandırılan ve uzun süredir peşinde koşulan süperiletkenlik biçimi, Norveçli bilim insanları tarafından gün yüzüne çıkarıldı. NTNU Fizik Bölümü ve QuSpin araştırma merkezinden Profesör Jacob Linder liderliğindeki ekip, NbRe alaşımının ‘üçlü süperiletken’ gibi davrandığına dair güçlü kanıtlar elde etti. Bu keşif, bilişim dünyasında sadece elektrik akımını değil, bilgiyi kodlayan ‘spin’ akımını da sıfır dirençle taşımayı mümkün kılacak.
SPİN AKIMIYLA SIFIR KAYIPLI BİLİŞİM
Geleneksel (tekli) süperiletkenler, elektriği sıfır dirençle iletmelerine rağmen, içlerindeki eşleşmiş parçacıklar ‘spin’ taşıyamadığı için kuantum sistemlerinde sınırlı bir kullanım alanına sahipti. Üçlü süperiletkenler ise parçacıkların spin taşımasına izin vererek spintronik dünyasının kapılarını aralıyor.
Profesör Jacob Linder, ulaşılan başarının önemini şu sözlerle özetliyor:
"Üçlü süperiletkenlerin spin taşımasının kritik bir sonucu var. Artık sadece elektrik akımlarını değil, aynı zamanda spin akımlarını da tamamen sıfır dirençle taşıyabiliyoruz. Bu, bilgiyi kodlamak ve iletmek için elektronların spin özelliğini kullanan kuantum sistemlerindeki en büyük engeli ortadan kaldırabilir."
PRATİK UYGULAMADA 7 KELVİN AVANTAJI
Kuantum bilgisayarların geliştirilmesindeki en büyük zorluklardan biri olan çevresel gürültü ve kararsızlık (hata payı), NbRe alaşımının sağladığı kayıpsız spin taşıma özelliğiyle çözülebilir. Bu malzemenin diğer adaylara göre en büyük ticari avantajı ise çalışma sıcaklığı. Birçok üçlü süperiletken adayı yaklaşık 1 Kelvin (-272°C) gibi ekstrem soğukluklara ihtiyaç duyarken, NbRe alaşımı 7 Kelvin seviyesinde süperiletken hale geliyor. Bu fark, deneylerin ve endüstriyel uygulamaların çok daha pratik ve ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak tanıyor.
MAJORANA PARÇACIKLARI VE HATASIZ İŞLEM KAPASİTESİ
Üçlü süperiletkenler, aynı zamanda kendi antiparçacığı olan egzotik ‘Majorana parçacıkları’ ile doğrudan bağlantılı. Bu parçacıklar, çevresel gürültüye karşı çok daha dayanıklı ve kararlı kuantum bitleri (qubit) oluşturulmasına imkan sağlıyor. Bağımsız ekipler tarafından doğrulanması beklenen bu buluş, kuantum cihazlarında süperiletkenlik ve spintroniklerin birleştirilmesi için dünyadaki en güçlü platformlardan biri olmaya aday.
